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杭州灣大橋北接線綜合監(jiān)控項(xiàng)目概述

杭州灣跨海大橋全長36公里,是目前世界上已建和在建的最長跨海大橋,建成后將縮短寧波至上海間的陸路距離120公里,是國道主干線跨越杭州灣的便捷通道。本文主要針對其北接線的綜合監(jiān)控項(xiàng)目進(jìn)行論述,僅供參考。
文/張堃

杭州灣跨海大橋全長36公里,是目前世界上已建和在建的最長跨海大橋,建成后將縮短寧波至上海間的陸路距離120公里,是國道主干線跨越杭州灣的便捷通道。

功能概述
杭州灣大橋北接線綜合監(jiān)控項(xiàng)目建設(shè)有兩個監(jiān)控中心:平湖監(jiān)控中心和西塘橋監(jiān)控分中心。在兩個監(jiān)控中心都可實(shí)現(xiàn)外場監(jiān)控圖像(收費(fèi)車道、收費(fèi)廣場、服務(wù)區(qū))和內(nèi)場監(jiān)控圖像(變電所、監(jiān)控室、財務(wù)室等)的接入,同時可實(shí)現(xiàn)傳輸及切換顯示;可實(shí)現(xiàn)外場可變情報板、可變信息標(biāo)志、車輛檢測器和氣象檢測器數(shù)據(jù)信號的接入、傳輸,利用網(wǎng)管軟件可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和信息處理功能;通過音頻傳輸通道可實(shí)現(xiàn)收費(fèi)廣場,服務(wù)區(qū)的廣播功能;系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)車道報警開關(guān)量和電力報警數(shù)據(jù)的傳輸,連接報警主機(jī)可實(shí)現(xiàn)報警聯(lián)動功能,能夠在第一時間內(nèi)將報警點(diǎn)圖像切換輸出,因此系統(tǒng)應(yīng)具有快速準(zhǔn)確,穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。

方案比較
此項(xiàng)目設(shè)計本著實(shí)際需求及現(xiàn)有條件,以系統(tǒng)先進(jìn)性、可靠性、靈活性為設(shè)計原則,并綜合考慮其可擴(kuò)展性,業(yè)務(wù)擴(kuò)容性及系統(tǒng)升級功能。對傳統(tǒng)光端機(jī)加模擬矩陣組網(wǎng)方案、基于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻組網(wǎng)方案及采用VOX-XG多業(yè)務(wù)光傳輸平臺組網(wǎng)方案進(jìn)行了全面深入的對比,從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、圖像質(zhì)量、延時情況、系統(tǒng)安全性及穩(wěn)定性等多方面進(jìn)行了綜合評定,對比如下:

傳統(tǒng)光端機(jī)加模擬矩陣組網(wǎng)方案
·以模擬視頻矩陣為核心,圖像上傳方向單一、數(shù)量受限,不利于統(tǒng)一調(diào)度指揮。采用光端機(jī)級聯(lián),各級單位均要配置模擬視頻矩陣,全網(wǎng)對于圖像的切換和控制通過矩陣之間的級聯(lián)實(shí)現(xiàn);視頻矩陣之間的輸出端口數(shù)量(干線數(shù))決定了上級管理中心能夠同時調(diào)用的圖像數(shù)量;
·中控設(shè)備種類繁多,數(shù)量龐大,使用、管理不便。大型矩陣的接線、調(diào)試、維護(hù)工作復(fù)雜繁重;
·視頻信號上傳過程中經(jīng)過多級光端機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換,以及矩陣、視頻分配器等設(shè)備的連接,不可避免地引入噪聲的和使信號質(zhì)量下降。


基于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻組網(wǎng)方案
·取消了模擬矩陣,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu);
·圖像采用一次壓縮編碼,經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸,各級管理單位可同時瀏覽監(jiān)控,視頻共享,管理比較方便;
·采用視頻壓縮編碼網(wǎng)傳,圖像存在明顯的延時,清晰度與非壓縮圖像相比有一定的差距;
·對網(wǎng)絡(luò)條件要求極高,當(dāng)圖像數(shù)量較多時,會占用較多的網(wǎng)絡(luò)帶寬和系統(tǒng)資源。因此通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時瀏覽、存儲錄入和回放都會使網(wǎng)絡(luò)經(jīng)受嚴(yán)峻考驗(yàn);
·不同的視頻編解碼技術(shù)和產(chǎn)品互不兼容,系統(tǒng)的兼容性和擴(kuò)展性不夠理想;
·系統(tǒng)安全仍存在隱患,無法保證不受到外界的惡意攻擊及設(shè)備自身原因所導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不能正常穩(wěn)定工作,甚至網(wǎng)絡(luò)癱瘓情況的出現(xiàn),因此不具有很高安全等級和保密性。

多業(yè)務(wù)光傳輸平臺組網(wǎng)方案
·同時兼容H.264雙碼流/數(shù)字非壓縮編碼視頻,用戶可以根據(jù)實(shí)際監(jiān)控需要隨意組合。在系統(tǒng)中模擬視頻信號基本上是無損的接入、傳輸,在全系統(tǒng)中任意節(jié)點(diǎn)輸出視頻信號只經(jīng)過一次模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換即可實(shí)現(xiàn),保證了圖像的高品質(zhì);
·豐富靈活的組網(wǎng)方式,多種視頻接入手段,能夠適應(yīng)各種需求和線路條件;如采用全光纖組網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)可以直接覆蓋至攝像機(jī)側(cè);
·采用分布式矩陣技術(shù),把傳統(tǒng)方案中所需的超大矩陣分解到系統(tǒng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn),簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),尤其是指揮中心的設(shè)備結(jié)構(gòu);
·可以取代傳統(tǒng)方案中的各級視頻光端機(jī)、視頻編解碼器、模擬視頻矩陣、視頻分配器等設(shè)備,極大地簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),減少了線纜數(shù)量和中間連接環(huán)節(jié),不但降低了系統(tǒng)建設(shè)成本,同時減少了系統(tǒng)故障點(diǎn),更為用戶的施工和后期維護(hù)帶來便利,在多級大型聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中表現(xiàn)尤其明顯;
·并發(fā)數(shù)字總線,全網(wǎng)信號共享;變單向傳輸為多點(diǎn)雙向傳輸,輕松實(shí)現(xiàn)會議電視功能;
·模塊化結(jié)構(gòu),即插即用,彈性擴(kuò)容。任意節(jié)點(diǎn)擴(kuò)容只需增加相應(yīng)業(yè)務(wù)板卡即可實(shí)現(xiàn),具有極高的投資保護(hù)性;
·完善的平臺管理軟件,包括設(shè)備管理,故障檢測、視頻管理、存儲管理、信息發(fā)布、用戶管理等多種功能模塊;
·內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)完全隔離,信息安全性大大提高。由于以數(shù)字非壓縮視頻總線而非IP網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),外網(wǎng)用戶只能通過流媒體服務(wù)器瀏覽指定的圖像而非全網(wǎng),確保了客戶的數(shù)據(jù)安全。

從以上綜合對比可以看出,平臺組網(wǎng)方案在杭州灣大橋北接線綜合監(jiān)控項(xiàng)目中具有全面的優(yōu)勢。因此選用多業(yè)務(wù)光傳輸平臺實(shí)現(xiàn)杭州灣大橋北接線監(jiān)控項(xiàng)目的組網(wǎng)方案。

系統(tǒng)實(shí)施方案
杭州灣北接線綜合監(jiān)控項(xiàng)目通過多業(yè)務(wù)光傳輸平臺采用點(diǎn)對點(diǎn)組網(wǎng)方式,實(shí)現(xiàn)了西塘橋分中心與平湖監(jiān)控中心的監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)。

業(yè)務(wù)接入
平湖監(jiān)控中心、西塘橋分中心通過視頻/數(shù)據(jù)遠(yuǎn)端模塊將本地出口/入口收費(fèi)車道監(jiān)控圖像及車道報警開關(guān)量數(shù)據(jù),變電所監(jiān)控圖像及報警數(shù)據(jù)以光纖方式直接接入平臺;通過視頻/音頻遠(yuǎn)端模塊實(shí)現(xiàn)收費(fèi)廣場、服務(wù)區(qū)監(jiān)控圖像的光接入及廣播音頻的反向傳輸;通過數(shù)據(jù)遠(yuǎn)端模塊可實(shí)現(xiàn)外場可變情報板、可變信息標(biāo)志、車輛檢測器數(shù)據(jù)信號以光纖方式直接接入平臺;通過模擬視頻接入板實(shí)現(xiàn)了內(nèi)場監(jiān)控視頻的接入。多業(yè)務(wù)光傳輸平臺實(shí)現(xiàn)了多業(yè)務(wù)接入同時具有多模式接入的能力。

業(yè)務(wù)傳輸
西塘橋分中心通過一芯光纖便可同時實(shí)現(xiàn)16路非壓縮視頻圖像、6路監(jiān)聽音頻和1路廣播音頻及10路反向控制數(shù)據(jù)和3路報警聯(lián)動數(shù)據(jù)到平湖監(jiān)控中心的業(yè)務(wù)上傳,實(shí)現(xiàn)了多業(yè)務(wù)的傳輸。主干光傳輸板通過一芯光纖最多可實(shí)現(xiàn)雙向16路非壓縮視頻,1路百兆以太網(wǎng)和7塊業(yè)務(wù)擴(kuò)展板(音頻,數(shù)據(jù),E1可選)信號的傳輸,在節(jié)約光纖資源的情況下保證了最高品質(zhì)圖像的傳輸。

圖像切換顯示
在西塘橋分中心及平湖監(jiān)控中心均可通過客戶端網(wǎng)管軟件實(shí)現(xiàn)本地監(jiān)控圖像的任意切換輸出,通過控制鍵盤實(shí)現(xiàn)監(jiān)控圖像的硬件切換。平臺具有網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)串口兩種視頻控制接入模式,單套系統(tǒng)可支持96×96路視頻交換能力。通過網(wǎng)管軟件授權(quán)及權(quán)限設(shè)置,在平湖監(jiān)控中心可任意切換西塘橋監(jiān)控圖像輸出顯示,而西塘橋分中心沒有通過授權(quán)則不能實(shí)現(xiàn)對平湖監(jiān)控中心接入圖像的切換顯示。平臺具有完善的視頻控制管理功能,能夠充分滿足用戶對監(jiān)控視頻的權(quán)限分配和資源共享。

報警聯(lián)動功能
西塘橋分中心及平湖監(jiān)控中心所轄收費(fèi)站的報警探測器的開關(guān)量信號經(jīng)過數(shù)據(jù)通道傳輸后信號接入報警主機(jī);電力監(jiān)控室紅外線、煙感、溫感報警數(shù)據(jù)通過傳輸后也接入了報警主機(jī)。當(dāng)觸發(fā)的報警信號輸入時,報警主機(jī)將向平臺網(wǎng)管服務(wù)器發(fā)送報警點(diǎn)監(jiān)控視頻切換指令,在收費(fèi)主監(jiān)上便可及時查看收費(fèi)站監(jiān)控視頻,通過監(jiān)控主機(jī)可查看電力監(jiān)控室視頻圖像。報警聯(lián)動功能的實(shí)現(xiàn),能夠有效地豐富視頻監(jiān)控的手段,進(jìn)一步提高了視頻監(jiān)控的效率。

網(wǎng)管系統(tǒng)
平臺具備強(qiáng)大的NMC(網(wǎng)絡(luò)管理軟件)功能,各監(jiān)控站點(diǎn)NMC既可實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)本地控制管理又可以全網(wǎng)統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)管理。系統(tǒng)提供良好的權(quán)限管理和設(shè)置功能,下級單位如要調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)圖像,必須通過中心的NMC進(jìn)行驗(yàn)證和授權(quán)方可進(jìn)行;同時在必要的情況下,系統(tǒng)中級別最高且唯一的管理員可將各節(jié)點(diǎn)圖像互相調(diào)看等高級網(wǎng)管功能固化在各節(jié)點(diǎn)設(shè)備硬件當(dāng)中。在這種情況下,即使中心操作員通過中心NMC下發(fā)了授權(quán)指令,下級設(shè)備也拒絕接受指令,可以杜絕誤操作和違規(guī)操作等情況的發(fā)生。該指令只能由權(quán)限最高的管理員下發(fā)或解除。系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖如圖1所示。

在杭州灣大橋北接線綜合監(jiān)控項(xiàng)目中,平臺實(shí)現(xiàn)了視頻圖像的光纖及模擬方式接入,同時利用其具有的數(shù)字矩陣功能實(shí)現(xiàn)了非壓縮視頻圖像的任意切換輸出及全網(wǎng)共享;具有音視頻信號同步接入,輸出能力,滿足收費(fèi)亭視頻圖像及監(jiān)聽音頻信號的同步顯示。實(shí)現(xiàn)了可變情報板及可變信息標(biāo)志、車輛檢測器、氣象檢測儀的接入,通過中心網(wǎng)管軟件可準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)信息的匯集、分析和統(tǒng)計,實(shí)現(xiàn)了多業(yè)務(wù)統(tǒng)一管理。實(shí)現(xiàn)了收費(fèi)亭開關(guān)量信號和電力監(jiān)控紅外感應(yīng)、溫度、煙度感應(yīng)報警信號的接入,通過網(wǎng)管軟件的報警處理功能實(shí)現(xiàn)報警聯(lián)動,可自動切換輸出顯示報警觸發(fā)點(diǎn)的圖像。通過平臺立體聲音頻道可實(shí)現(xiàn)收費(fèi)廣場和服務(wù)區(qū)廣播功能,為消息發(fā)布提供了便利的解決方式。

平臺支持多種攝像機(jī)和矩陣控制協(xié)議,同時具有良好的開放性,可與多個品牌矩陣實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通互控,可實(shí)現(xiàn)新老系統(tǒng)的平滑對接,同時使系統(tǒng)升級改造具備良好的投資保護(hù)性。

在杭州灣跨海大橋北接線項(xiàng)目中,浙江省監(jiān)控中心通過矩陣便可實(shí)現(xiàn)對平湖監(jiān)控中心多業(yè)務(wù)光傳輸平臺的控制管理,可任意切換數(shù)字非壓縮視頻并上傳,實(shí)現(xiàn)了與省中心的聯(lián)網(wǎng)并有效避免了視頻圖像二次壓縮而產(chǎn)生的圖像質(zhì)量的下降。


 

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